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技術 耐熱性Ir合金

出願人 石福金属興業株式会社
発明者 横田俊介
出願日 2018年6月15日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2018-114372
公開日 2019年12月26日 (11ヶ月経過) 公開番号 2019-218572
状態 未査定
技術分野 非鉄合金の製造
主要キーワード 高温用センサ 酸化揮発 スウェージング加工 耐酸化消耗性 高温揮発性 高温酸化試験 高温耐熱性 塑性変形能
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この項目の情報は公開日時点(2019年12月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

高温における耐酸化消耗性に優れるIr合金を提供する。

解決手段

Rhを30〜85mass%、Taを0.3〜5mass%、残部がIrである、ことを特徴とする耐熱性Ir合金。

概要

背景

高温用るつぼ耐熱器具ガスタービンスパークプラグ高温用センサジェットエンジンなどに用いる耐熱材料として種々の合金が開発されている。主な耐熱材料として耐熱鋼ニッケル基超合金白金合金タングステンなどが挙げられる。耐熱鋼、ニッケル基超合金、白金合金などは固相点が2000℃未満でそれ以上の温度では使用できない。一方、タングステンやモリブデンなどの高融点金属高温大気中では酸化消耗が激しい。そこで高融点であって、かつ、耐酸化消耗性の高い耐熱材料としてIr合金が開発されている。

特許文献1には、内燃機関用スパークプラグ貴金属チップに用いる、Irの高温揮発性を防止するためにRhを3wt%〜30wt%添加したIrRh合金が開示されている。そのような合金を採用することにより高温耐熱性に優れ、耐消耗性を向上させるチップが得られることが記載されている。

概要

高温における耐酸化消耗性に優れるIr合金を提供する。Rhを30〜85mass%、Taを0.3〜5mass%、残部がIrである、ことを特徴とする耐熱性Ir合金。 なし

目的

本発明の目的は、高温における耐酸化消耗性に優れるIr合金を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

Rhを30〜85mass%、Taを0.3〜5mass%、残部がIrである、ことを特徴とする耐熱性Ir合金

請求項2

Irの一部をNi:0.3〜5mass%に置換したことを特徴とする請求項1記載の耐熱性Ir合金。

技術分野

0001

本発明は、耐熱性Ir合金に関する。

背景技術

0002

高温用るつぼ耐熱器具ガスタービンスパークプラグ高温用センサジェットエンジンなどに用いる耐熱材料として種々の合金が開発されている。主な耐熱材料として耐熱鋼ニッケル基超合金白金合金タングステンなどが挙げられる。耐熱鋼、ニッケル基超合金、白金合金などは固相点が2000℃未満でそれ以上の温度では使用できない。一方、タングステンやモリブデンなどの高融点金属高温大気中では酸化消耗が激しい。そこで高融点であって、かつ、耐酸化消耗性の高い耐熱材料としてIr合金が開発されている。

0003

特許文献1には、内燃機関用スパークプラグ貴金属チップに用いる、Irの高温揮発性を防止するためにRhを3wt%〜30wt%添加したIrRh合金が開示されている。そのような合金を採用することにより高温耐熱性に優れ、耐消耗性を向上させるチップが得られることが記載されている。

先行技術

0004

特開平09−007733

発明が解決しようとする課題

0005

耐熱材料として用いられるIr合金は、高温における耐酸化消耗性が求められている。

0006

そこで、本発明の目的は、高温における耐酸化消耗性に優れるIr合金を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、
Rhを30〜85mass%、
Taを0.3〜5mass%、
残部がIrである、
ことを特徴とする耐熱性Ir合金である。

0008

上記の耐熱性Ir合金において、Irの一部をNi:0.3〜5mass%に置換してもよい。

発明の効果

0009

本発明によれば、高温における耐酸化消耗性に優れるIr合金を提供することができる。

0010

本発明は、Rhを30〜85mass%、Taを0.3〜5mass%、残部がIrである、ことを特徴とする耐熱性Ir合金である。

0011

Rhを30〜85mass%含有するIr合金は、高温の大気又は酸化雰囲気において結晶粒界からのIrの酸化揮発が抑制され、耐酸化消耗性が著しく改善される。Rhの含有量が85mass%を超えると、融点及び再結晶温度が低下する。

0012

Taを0.3〜5mass%含有するIrRh合金は、高温の酸化雰囲気でTaとRhの複合酸化膜を形成し,耐酸化消耗性が改善される。Taの含有量が0.3mass%を下回るとIrRh合金の耐酸化消耗性の改善が不十分である。一方、Taの含有量が5mass%を超えるとTaの酸化が顕著になり耐酸化消耗性が低下するとともに,塑性変形能が低下して加工が低下する。また、Taを0.3〜5mass%含有するIrRh合金は、Taによる固溶硬化により強度が向上する。Taの含有量は0.5mass%以上が好ましい。Taの含有量は0.7mass%以上がより好ましい。

0013

上記の耐熱性Ir合金において、Ni:0.3〜5mass%をIrに置換してもよい。すなわち、上記の耐熱性Ir合金におけるIrの一部を、Ni:0.3〜5mass%に置き換えてもよい。

0014

Niを0.3mass%以上含有するIrRhTa合金は固溶硬化がさらに進み高温強度が増す。Niの含有量が5mass%を超えると、融点および加工性が低下する。Niの含有量は0.5mass%以上が好ましい。

0015

上記の各合金は、各々が第2相を持たない単相固溶体であるため展延性が良好で、公知の温間加工又は熱間加工により、いろいろな形状・寸法に塑性加工することができ、機械加工及び溶接も容易である。

0016

本発明の実施例について説明する。実施例及び比較例の合金の組成を表1に、試験結果を表2に示す。
まず、各原料粉末(Ir粉末、Rh粉末、Ta粉末、Ni粉末)を所定の割合で混合し、混合粉末を作製した。次いで、得られた混合粉末を一軸加圧成形機を用いて成形圧粉体を得た。得られた圧粉体をアーク溶解法により溶解し、インゴットを作製した。

0017

次いで、作製したインゴットを1500℃以上で熱間鍛造し、幅15mmの角棒とした。この角棒を1000℃〜1400℃で溝圧延スウェージング加工及びダイス伸線加工してφ0.5mmの線材を得た。

0018

加工性はインゴットから伸線までの上記加工工程にて、評価した。φ0.5の線材を得られたものを○、加工途中で割れが発生して線材が得られなかったものを×とした。

0019

耐酸化消耗性の評価は、線材を長さ0.8mm切り出した各試験片を用いて高温酸化試験により行った。高温酸化試験は、電気炉内に試験片をセットし、大気中、1200℃の条件で20時間保持した。耐酸化消耗性は、前記高温酸化試験における質量変化と定義した。質量変化ΔM(mg/mm2)は、試験片の試験前の質量をM0(mg)、試験後の質量をM1(mg)、試験片の試験前の表面積をS(mm2)とし、ΔM=(M1−M0)/Sの式から求めた。また、試験片の表面積S(mm2)は、試験片の寸法から算出した。

0020

表2に示す結果から、実施例の合金は耐酸化性が良好であることが確認された。

0021

また、実施例の合金はφ0.5mmという細線にまで塑性加工ができ、さまざまな形状の製品が容易に得られることが示唆された。

0022

実施例

0023

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